డాప్లర్ ప్రభావంపై ఇటీవలి నివేదికలు. డాప్లర్ యొక్క ప్రచురణపై విమర్శ

డాప్లర్ ప్రభావం భౌతిక దృగ్విషయం, పరిశీలకుడికి సంబంధించి ఈ తరంగాల మూలం యొక్క కదలికపై ఆధారపడి తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీలో మార్పు ఉంటుంది. మూలం సమీపించే కొద్దీ, అది విడుదల చేసే తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది మరియు పొడవు తగ్గుతుంది. తరంగాల మూలం పరిశీలకుడి నుండి దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు, వాటి ఫ్రీక్వెన్సీ తగ్గుతుంది మరియు తరంగదైర్ఘ్యం పెరుగుతుంది.

ఉదాహరణకు, సందర్భంలో శబ్ధ తరంగాలుమూలం దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు, ధ్వని యొక్క పిచ్ తగ్గుతుంది మరియు మూలం సమీపించే కొద్దీ, ధ్వని యొక్క పిచ్ ఎక్కువ అవుతుంది. ఈ విధంగా, పిచ్‌ను మార్చడం ద్వారా, రైలు, ప్రత్యేక సౌండ్ సిగ్నల్‌తో కూడిన కారు మొదలైనవి సమీపిస్తున్నాయా లేదా దూరంగా కదులుతున్నాయా అని మీరు నిర్ణయించవచ్చు. విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు కూడా డాప్లర్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. మూలం తీసివేయబడినట్లయితే, పరిశీలకుడు స్పెక్ట్రంలో "ఎరుపు" వైపుకు మారడాన్ని గమనించవచ్చు, అనగా. పొడవైన తరంగాల వైపు, మరియు సమీపిస్తున్నప్పుడు - "వైలెట్" కు, అనగా. చిన్న తరంగాల వైపు.

డాప్లర్ ప్రభావం చాలా ఉపయోగకరమైన ఆవిష్కరణగా మారింది. అతనికి ధన్యవాదాలు, విశ్వం యొక్క విస్తరణ కనుగొనబడింది (గెలాక్సీల స్పెక్ట్రా ఎరుపు-మార్చబడింది, అందువల్ల, అవి మన నుండి దూరంగా కదులుతున్నాయి); రక్త ప్రవాహం యొక్క వేగాన్ని నిర్ణయించడం ద్వారా హృదయనాళ వ్యవస్థను నిర్ధారించడానికి ఒక పద్ధతి అభివృద్ధి చేయబడింది; ట్రాఫిక్ పోలీసులు ఉపయోగించే వాటితో సహా వివిధ రాడార్లు సృష్టించబడ్డాయి.

డాప్లర్ ఎఫెక్ట్ ప్రచారానికి అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన ఉదాహరణ: సైరన్ ఉన్న కారు. ఆమె మీ వైపుకు వెళ్లినప్పుడు లేదా మీ నుండి దూరంగా ఉన్నప్పుడు, మీరు ఒక శబ్దాన్ని వింటారు, మరియు ఆమె దాటినప్పుడు, మీరు పూర్తిగా భిన్నమైన శబ్దాన్ని వింటారు - తక్కువ. డాప్లర్ ప్రభావం ధ్వని తరంగాలతో మాత్రమే కాకుండా, ఇతర వాటితో కూడా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. డాప్లర్ ఎఫెక్ట్‌ని ఉపయోగించి మీరు ఏదైనా దాని వేగాన్ని నిర్ణయించవచ్చు, అది కారు అయినా లేదా ఖగోళ వస్తువులు, మేము పారామితులు (ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు తరంగదైర్ఘ్యం) తెలుసుకుంటే అందించబడింది. టెలిఫోన్ నెట్‌వర్క్‌లు, వై-ఫై, సెక్యూరిటీ అలారంలకు సంబంధించిన ప్రతిదీ - డాప్లర్ ప్రభావం ప్రతిచోటా గమనించవచ్చు.

లేదా ట్రాఫిక్ లైట్ తీసుకోండి - ఇది ఎరుపు, పసుపు మరియు ఆకుపచ్చ రంగులు. మనం ఎంత వేగంగా కదులుతున్నాము అనేదానిపై ఆధారపడి, ఈ రంగులు మారవచ్చు, కానీ వాటి మధ్య కాదు, కానీ ఊదా రంగు వైపు మారవచ్చు: పసుపు ఆకుపచ్చగా మరియు ఆకుపచ్చ నీలం రంగులోకి మారుతుంది.

బాగా ఎందుకు? మనం కాంతి మూలం నుండి దూరంగా వెళ్లి మన వెనుకవైపు చూస్తే (లేదా ట్రాఫిక్ లైట్ మన నుండి దూరంగా కదులుతుంది), రంగులు ఎరుపు వైపుకు మారుతాయి.

మరియు మీరు రోడ్లపై డ్రైవ్ చేయగల వేగం కంటే ఎరుపు రంగును ఆకుపచ్చతో గందరగోళానికి గురిచేసే వేగం చాలా ఎక్కువ అని స్పష్టం చేయడం విలువ.

సమాధానం

వ్యాఖ్య

డాప్లర్ ప్రభావం యొక్క సారాంశం ఏమిటంటే, ధ్వని మూలం పరిశీలకుడికి చేరువైనప్పుడు లేదా దూరంగా వెళితే, అది విడుదల చేసే ధ్వని యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పరిశీలకుడి దృక్కోణం నుండి మారుతుంది. ఉదాహరణకు, ప్రయాణిస్తున్న కారు ఇంజిన్ యొక్క ధ్వని మారుతుంది. అది మీ దగ్గరికి వచ్చినప్పుడు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అది మిమ్మల్ని దాటి ఎగిరి దూరంగా వెళ్లడం ప్రారంభించినప్పుడు అకస్మాత్తుగా తక్కువగా మారుతుంది. ధ్వని మూలం యొక్క అధిక వేగం, ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పు.

మార్గం ద్వారా, ఈ ప్రభావం ధ్వనికి మాత్రమే కాదు, కాంతికి కూడా వర్తిస్తుంది. ఇది ధ్వనికి మరింత స్పష్టంగా ఉంటుంది - ఇది సాపేక్షంగా తక్కువ వేగంతో గమనించవచ్చు. యు కనిపించే కాంతిఫ్రీక్వెన్సీ చాలా ఎక్కువ చిన్న మార్పులుడాప్లర్ ప్రభావం కారణంగా కంటితోఅదృశ్య. అయితే, కొన్ని సందర్భాల్లో రేడియో కమ్యూనికేషన్లలో కూడా డాప్లర్ ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

మీరు ఖచ్చితమైన నిర్వచనాలను పరిశోధించకపోతే మరియు వారు చెప్పినట్లుగా, మీ వేళ్లపై ప్రభావాన్ని వివరించడానికి ప్రయత్నించినట్లయితే, ప్రతిదీ చాలా సులభం. ధ్వని (కాంతి లేదా రేడియో సిగ్నల్ వంటివి) ఒక తరంగం. స్పష్టత కోసం, స్కీమాటిక్ వేవ్ () యొక్క "క్రెస్ట్‌లను" మనం ఎంత తరచుగా స్వీకరిస్తాము అనేదానిపై అందుకున్న వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ఆధారపడి ఉంటుందని అనుకుందాం. మూలం మరియు రిసీవర్ స్థిరంగా ఉంటే (అవును, ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా), అప్పుడు రిసీవర్ వాటిని విడుదల చేసే అదే ఫ్రీక్వెన్సీతో మేము "రిడ్జెస్" అందుకుంటాము. మూలం మరియు రిసీవర్ ఒకదానికొకటి చేరుకోవడం ప్రారంభిస్తే, మేము మరింత తరచుగా స్వీకరించడం ప్రారంభిస్తాము, విధానం యొక్క వేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది - వేగం పెరుగుతుంది. ఫలితంగా, రిసీవర్ వద్ద సౌండ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్కువగా ఉంటుంది. మూలం రిసీవర్ నుండి దూరంగా వెళ్లడం ప్రారంభిస్తే, ప్రతి తదుపరి “రిడ్జ్” రిసీవర్‌ను చేరుకోవడానికి కొంచెం ఎక్కువ సమయం పడుతుంది - మూలం వాటిని విడుదల చేసే దానికంటే కొంచెం తక్కువ తరచుగా మేము “రిడ్జ్‌లను” స్వీకరించడం ప్రారంభిస్తాము. రిసీవర్ వద్ద సౌండ్ ఫ్రీక్వెన్సీ తక్కువగా ఉంటుంది.

లో వివరణ ఇదీ కొంత మేరకుక్రమపద్ధతిలో, కానీ సాధారణ సూత్రంఅది ప్రతిబింబిస్తుంది.

సంక్షిప్తంగా, మూలం మరియు రిసీవర్ ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా కదిలినప్పుడు గమనించిన ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు తరంగదైర్ఘ్యంలో మార్పు. వేవ్ ప్రచారం యొక్క వేగం యొక్క పరిమితతతో అనుబంధించబడింది. మూలం మరియు రిసీవర్ దగ్గరగా ఉంటే, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది (వేవ్ పీక్ తరచుగా నమోదు చేయబడుతుంది); ఒకదానికొకటి దూరంగా వెళ్లండి - ఫ్రీక్వెన్సీ పడిపోతుంది (వేవ్ యొక్క శిఖరం తక్కువ తరచుగా నమోదు చేయబడుతుంది). ప్రత్యేక సేవల యొక్క సైరన్ ప్రభావం యొక్క సాధారణ ఉదాహరణ. అంబులెన్స్ మీ వద్దకు వస్తే, సైరన్ అది డ్రైవ్ చేసినప్పుడు, అది బిగ్గరగా సందడి చేస్తుంది. శూన్యంలో విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ప్రచారం ఒక ప్రత్యేక సందర్భం - అక్కడ ఒక సాపేక్ష భాగం జోడించబడింది మరియు రిసీవర్ మరియు మూలం ఒకదానికొకటి కదలకుండా ఉన్నప్పుడు డాప్లర్ ప్రభావం కూడా వ్యక్తమవుతుంది, ఇది సమయం యొక్క లక్షణాల ద్వారా వివరించబడుతుంది. .

నేను సరళమైన మార్గంలో సమాధానం ఇవ్వడానికి ప్రయత్నిస్తాను:
మీరు నిశ్చలంగా నిలబడి ఉన్నారని ఊహించుకోండి మరియు ప్రతి సెకను మీరు వేవ్‌ను (ఉదాహరణకు, మీ వాయిస్‌తో) లాంచ్ చేస్తారు, ఇది మీ నుండి 100 మీ/సె వేగంతో రేడియల్‌గా వ్యాపిస్తుంది.

వేగంగా కదులుతున్న ఎలక్ట్రిక్ రైలు నిశ్చల పరిశీలకుడి వద్దకు వచ్చినప్పుడు, దాని సౌండ్ సిగ్నల్ ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది మరియు పరిశీలకుడి నుండి దూరంగా వెళ్లినప్పుడు, అదే ఎలక్ట్రిక్ రైలు సిగ్నల్ కంటే తక్కువగా కనిపిస్తుంది, కానీ స్థిరంగా ఉంటుంది.

డాప్లర్ ప్రభావం రిసీవర్ ద్వారా రికార్డ్ చేయబడిన తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీలో మార్పును కాల్ చేయండి, ఇది ఈ తరంగాల మూలం మరియు రిసీవర్ యొక్క కదలిక కారణంగా సంభవిస్తుంది.

మూలం, రిసీవర్ వైపు కదిలే, ఒక వసంత కుదించుము తెలుస్తోంది - ఒక వేవ్ (Fig. 5.6).

ఈ ప్రభావం ధ్వని తరంగాల ప్రచారం సమయంలో గమనించవచ్చు (శబ్ద ప్రభావం) మరియు విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు(ఆప్టికల్ ప్రభావం).

అభివ్యక్తి యొక్క అనేక కేసులను పరిశీలిద్దాం ధ్వని డాప్లర్ ప్రభావం .

వాయు (లేదా ద్రవ) మాధ్యమంలో ధ్వని తరంగాలు P యొక్క రిసీవర్ దానికి సంబంధించి చలనం లేకుండా ఉండనివ్వండి మరియు మూలం నేను వాటిని కనెక్ట్ చేసే సరళ రేఖ వెంట వేగంతో రిసీవర్ నుండి దూరంగా వెళ్తాను (Fig. 5.7, ఎ).

మూలం దాని డోలనాల కాలానికి సమానమైన సమయంలో, దూరం ద్వారా మాధ్యమంలో స్థానభ్రంశం చెందుతుంది, ఇక్కడ మూలం యొక్క డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీ ఉంటుంది.

అందువల్ల, మూలం కదిలినప్పుడు, మాధ్యమంలోని తరంగదైర్ఘ్యం స్థిరమైన మూలంతో దాని విలువ నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది:

,

మాధ్యమంలో వేవ్ యొక్క దశ వేగం ఎక్కడ ఉంది.

రిసీవర్ రికార్డ్ చేసిన వేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీ

(5.7.1)

మూలాధార వేగం వెక్టార్ స్థిరమైన రిసీవర్‌ను మూలంతో అనుసంధానించే వ్యాసార్థ వెక్టార్‌కు ఏకపక్ష కోణంలో నిర్దేశించబడితే (Fig. 5.7, బి), అది

(5.7.2)

మూలం నిశ్చలంగా ఉంటే మరియు వాటిని అనుసంధానించే సరళ రేఖ వెంట రిసీవర్ వేగంతో దానిని చేరుకుంటే (Fig. 5.7, వి), అప్పుడు మాధ్యమంలో తరంగదైర్ఘ్యం . ఏది ఏమైనప్పటికీ, రిసీవర్‌కు సంబంధించి వేవ్ యొక్క ప్రచారం యొక్క వేగం సమానంగా ఉంటుంది, కాబట్టి రిసీవర్ రికార్డ్ చేసిన వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ

(5.7.3)

ఒక స్థిర మూలంతో కదిలే రిసీవర్‌ను అనుసంధానించే వ్యాసార్థ వెక్టార్‌కు ఏకపక్ష కోణంలో వేగం నిర్దేశించబడిన సందర్భంలో (Fig. 5.7, జి), మాకు ఉన్నాయి:

ఈ సూత్రాన్ని (ఉంటే) ఇలా కూడా సూచించవచ్చు

,

(5.7.6)

రిసీవర్‌కు సంబంధించి వేవ్ సోర్స్ యొక్క వేగం ఎక్కడ ఉంటుంది మరియు వెక్టర్స్ మరియు . పరిమాణం, ప్రొజెక్షన్‌కు సమానందిశకు, అని మూలం యొక్క రేడియల్ వేగం.

ఆప్టికల్ డాప్లర్ ప్రభావం

విద్యుదయస్కాంత తరంగాల మూలం మరియు రిసీవర్ ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా కదిలినప్పుడు, అది కూడా గమనించబడుతుంది డాప్లర్ ప్రభావం , అనగా వేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పు, రిసీవర్ ద్వారా నమోదు చేయబడింది. మేము ధ్వనిశాస్త్రంలో పరిగణించిన డాప్లర్ ప్రభావానికి విరుద్ధంగా, విద్యుదయస్కాంత తరంగాల కోసం ఈ దృగ్విషయం యొక్క చట్టాలు ఆధారంగా మాత్రమే స్థాపించబడతాయి ప్రత్యేక సిద్ధాంతంసాపేక్షత.

సంబంధాన్ని వివరిస్తుంది డాప్లర్ ప్రభావంకోసం విద్యుదయస్కాంత తరంగాలువాక్యూమ్‌లో, లోరెంజ్ పరివర్తనలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, రూపం ఉంటుంది:

.

(5.7.7)

రిసీవర్‌కు సంబంధించి వేవ్ సోర్స్ యొక్క కదలిక యొక్క తక్కువ వేగంతో, డాప్లర్ ప్రభావం (5.7.7) కోసం సాపేక్ష సూత్రం సమానంగా ఉంటుంది శాస్త్రీయ సూత్రం (5.7.2).

మూలం వాటిని కనెక్ట్ చేసే సరళ రేఖ వెంట రిసీవర్‌కు సంబంధించి కదులుతుంటే, మేము గమనిస్తాము రేఖాంశ డాప్లర్ ప్రభావం .

మూలం మరియు రిసీవర్‌ను సంప్రదించే సందర్భంలో ()

,

(5.7.8)

మరియు వారి పరస్పర తొలగింపు విషయంలో ()

.

(5.7.9)

అదనంగా, డాప్లర్ ప్రభావం యొక్క సాపేక్ష సిద్ధాంతం నుండి అది ఉనికిని అనుసరిస్తుంది విలోమ డాప్లర్ ప్రభావం , వద్ద గమనించబడింది మరియు, అనగా. మూలం పరిశీలన రేఖకు లంబంగా కదిలే సందర్భాలలో (ఉదాహరణకు, మూలం ఒక వృత్తంలో కదులుతుంది, రిసీవర్ మధ్యలో ఉంటుంది):

.

(5.7.10)

విలోమ డాప్లర్ ప్రభావం వివరించలేనిది శాస్త్రీయ భౌతిక శాస్త్రం. ఇది పూర్తిగా సాపేక్ష ప్రభావాన్ని సూచిస్తుంది.

ఫార్ములా (5.7.10) నుండి చూడగలిగినట్లుగా, విలోమ ప్రభావం నిష్పత్తికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది రేఖాంశం కంటే చాలా బలహీనంగా ఉంటుంది, ఇది (5.7.9)కి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

IN సాధారణ కేసుసాపేక్ష వేగం వెక్టార్ భాగాలుగా కుళ్ళిపోవచ్చు: ఒకటి రేఖాంశ ప్రభావాన్ని అందిస్తుంది, మరొకటి విలోమ ప్రభావాన్ని అందిస్తుంది.

విలోమ డాప్లర్ ప్రభావం యొక్క ఉనికి నేరుగా కదులుతున్న రిఫరెన్స్ ఫ్రేమ్‌లలో సమయ విస్తరణ నుండి అనుసరిస్తుంది.

ప్రధమ ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణడాప్లర్ ప్రభావం యొక్క ఉనికి మరియు సాపేక్ష సూత్రం (5.7.7) యొక్క ఖచ్చితత్వం గ్రహించబడింది అమెరికన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు 30లలో జి. ఇవ్స్ మరియు డి. స్టిల్‌వెల్. స్పెక్ట్రోగ్రాఫ్ ఉపయోగించి, వారు m/s వేగంతో వేగవంతమైన హైడ్రోజన్ అణువుల రేడియేషన్‌ను అధ్యయనం చేశారు. 1938లో ఫలితాలు ప్రచురించబడ్డాయి. సారాంశం: విలోమ డాప్లర్ ప్రభావం సాపేక్ష పౌనఃపున్య పరివర్తనలకు అనుగుణంగా పూర్తిగా గమనించబడింది (అణువుల ఉద్గార స్పెక్ట్రం తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రాంతానికి మార్చబడింది); కదిలే వాహనాలలో సమయం విస్తరణ గురించి ముగింపు జడత్వ వ్యవస్థలుకౌంట్‌డౌన్ నిర్ధారించబడింది.

డాప్లర్ ప్రభావం సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలో విస్తృతమైన అనువర్తనాన్ని కనుగొంది. ముఖ్యంగా పెద్ద పాత్రఈ దృగ్విషయం ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రంలో ఉంది. నక్షత్రాలు మరియు నిహారికల వర్ణపటంలోని శోషణ రేఖల డాప్లర్ మార్పు ఆధారంగా, భూమికి సంబంధించి ఈ వస్తువుల రేడియల్ వేగాలను గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది: సూత్రాన్ని ఉపయోగించడంలో (5.7.6)

.

(5.7.11)

అమెరికన్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త E. హబుల్ 1929లో ఒక దృగ్విషయాన్ని కనుగొన్నారు కాస్మోలాజికల్ రెడ్‌షిఫ్ట్ మరియు ఎక్స్‌ట్రాగాలాక్టిక్ వస్తువుల ఉద్గార వర్ణపటంలోని పంక్తులు తక్కువ పౌనఃపున్యాల (పొడవాటి తరంగదైర్ఘ్యాలు) వైపుకు మార్చబడతాయి అనే వాస్తవాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి వస్తువుకు సాపేక్ష ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్ (నిశ్చల మూలం యొక్క స్పెక్ట్రంలోని రేఖ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ, గమనించిన ఫ్రీక్వెన్సీ) అన్ని పౌనఃపున్యాలకు సరిగ్గా ఒకే విధంగా ఉంటుంది. కాస్మోలాజికల్ రెడ్‌షిఫ్ట్ డాప్లర్ ప్రభావం కంటే మరేమీ కాదు. ఇది మెటాగాలాక్సీ విస్తరిస్తున్నట్లు సూచిస్తుంది, తద్వారా ఎక్స్‌ట్రాగెలాక్సీ వస్తువులు మన గెలాక్సీ నుండి దూరంగా కదులుతున్నాయి.

మెటాగాలాక్సీ అనేది అన్ని నక్షత్ర వ్యవస్థల యొక్క సంపూర్ణతగా అర్థం. ఆధునిక టెలిస్కోప్‌లతో మీరు మెటాగాలాక్సీలో కొంత భాగాన్ని గమనించవచ్చు, దీని ఆప్టికల్ వ్యాసార్థం సమానం . ఈ దృగ్విషయం యొక్క ఉనికిని సిద్ధాంతపరంగా 1922లో సోవియట్ శాస్త్రవేత్త A.A. అభివృద్ధి ఆధారంగా ఫ్రైడ్‌మాన్ సాధారణ సిద్ధాంతంసాపేక్షత.

హబుల్ దాని ప్రకారం ఒక చట్టాన్ని స్థాపించాడు గెలాక్సీల సాపేక్ష రెడ్‌షిఫ్ట్ వాటి దూరానికి అనులోమానుపాతంలో పెరుగుతుంది .

హబుల్ యొక్క చట్టం రూపంలో వ్రాయవచ్చు

,

(5.7.12)

ఎక్కడ హెచ్- హబుల్ స్థిరాంకం. అత్యంత ప్రకారం ఆధునిక అంచనాలు, 2003లో నిర్వహించబడింది. (1 pc (parsec) అంటే కాంతి 3.27 సంవత్సరాలలో శూన్యంలో ప్రయాణించే దూరం ( )).

1990లో, ఇది డిస్కవరీ షటిల్‌లో కక్ష్యలోకి ప్రవేశపెట్టబడింది. అంతరిక్ష టెలిస్కోప్హబుల్ పేరు పెట్టబడింది (Fig. 5.8).

అన్నం. 5.8	అన్నం. 5.9

ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు కనిపించే పరిధిలో పనిచేసే టెలిస్కోప్ గురించి చాలా కాలంగా కలలు కన్నారు, కానీ మించి ఉంటుంది భూమి యొక్క వాతావరణం, ఇది చాలా పరిశీలనలతో జోక్యం చేసుకుంటుంది. హబుల్ తనపై పెట్టుకున్న ఆశలను నిరాశపరచడమే కాదు, దాదాపు అన్ని అంచనాలను కూడా అధిగమించింది. అతను మానవత్వం యొక్క "దృష్టి క్షేత్రాన్ని" అద్భుతంగా విస్తరించాడు, విశ్వం యొక్క అనూహ్యమైన లోతుల్లోకి చూస్తున్నాడు. దాని ఆపరేషన్ సమయంలో, అంతరిక్ష టెలిస్కోప్ భూమికి 700 వేల అద్భుతమైన ఛాయాచిత్రాలను ప్రసారం చేసింది (Fig. 5.9). ముఖ్యంగా, అతను ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలను గుర్తించడంలో సహాయం చేశాడు ఖచ్చితమైన వయస్సుమన విశ్వం 13.7 బిలియన్ సంవత్సరాల వయస్సు; విశ్వంలో ఒక విచిత్రమైన, కానీ అత్యంత ప్రభావవంతమైన శక్తి యొక్క ఉనికిని నిర్ధారించడంలో సహాయపడింది - చీకటి శక్తి; సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్ ఉనికిని నిరూపించింది; బృహస్పతిపై ఒక తోకచుక్క పతనాన్ని అద్భుతంగా స్పష్టంగా సంగ్రహించారు; ఏర్పడే ప్రక్రియను చూపించారు గ్రహ వ్యవస్థలుమా గెలాక్సీలో విస్తృతంగా ఉంది; విశ్వం వయస్సు 1 బిలియన్ సంవత్సరాల కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు వాటి ద్వారా వెలువడే రేడియేషన్‌ను గుర్తించడం ద్వారా చిన్న ప్రోటోగాలాక్సీలను కనుగొన్నారు.

వేగాలను కొలిచే రాడార్ లేజర్ పద్ధతులు డాప్లర్ ప్రభావంపై ఆధారపడి ఉంటాయి వివిధ వస్తువులుభూమిపై (ఉదాహరణకు, కారు, విమానం మొదలైనవి). ద్రవ లేదా వాయువు ప్రవాహాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి లేజర్ ఎనిమోమెట్రీ ఒక అనివార్య పద్ధతి. ప్రకాశించే శరీరం యొక్క పరమాణువుల అస్తవ్యస్తమైన ఉష్ణ చలనం దాని స్పెక్ట్రంలో లైన్ల విస్తరణకు కూడా కారణమవుతుంది, ఇది పెరుగుతున్న వేగంతో పెరుగుతుంది. ఉష్ణ ఉద్యమం, అనగా పెరుగుతున్న గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రతతో. వేడి వాయువుల ఉష్ణోగ్రతను నిర్ణయించడానికి ఈ దృగ్విషయాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.

వేవ్ యొక్క గ్రహించిన ఫ్రీక్వెన్సీ దాని మూలం యొక్క సాపేక్ష వేగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

మీరు బహుశా మీ జీవితంలో కనీసం ఒక్కసారైనా రోడ్డు పక్కన నిలబడే అవకాశాన్ని కలిగి ఉంటారు, దానితో పాటు ప్రత్యేక సిగ్నల్ మరియు సైరన్ ఉన్న కారు గతంలోకి దూసుకుపోతుంది. సైరన్ యొక్క అరుపు సమీపిస్తున్నప్పుడు, దాని పిచ్ ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఆపై, కారు మీ వద్దకు చేరుకున్నప్పుడు, అది తగ్గుతుంది, చివరకు, కారు దూరంగా వెళ్లడం ప్రారంభించినప్పుడు, అది మరింత తగ్గుతుంది, మరియు మీకు తెలిసినది: య స్థాయి. బహుశా అది గ్రహించకుండానే, మీరు తరంగాల యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక (మరియు అత్యంత ఉపయోగకరమైన) ఆస్తిని గమనిస్తున్నారు.

అలలు సాధారణంగా ఒక విచిత్రమైన విషయం. తీరానికి సమీపంలో ఒక ఖాళీ సీసా వేలాడుతున్నట్లు ఊహించుకోండి. ఆమె ఒడ్డుకు చేరుకోకుండా పైకి క్రిందికి నడుస్తుంది, అయితే నీరు అలలుగా ఒడ్డుపైకి దూసుకుపోతున్నట్లు అనిపిస్తుంది. కానీ లేదు - నీరు (మరియు దానిలోని సీసా) స్థానంలో ఉంటుంది, రిజర్వాయర్ యొక్క ఉపరితలంపై లంబంగా ఉన్న ఒక విమానంలో మాత్రమే డోలనం చేస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, తరంగాలు ప్రచారం చేసే మాధ్యమం యొక్క కదలిక తరంగాల కదలికకు అనుగుణంగా లేదు. కనీసం, ఫుట్‌బాల్ అభిమానులు దీనిని బాగా నేర్చుకున్నారు మరియు ఆచరణలో ఉపయోగించడం నేర్చుకున్నారు: స్టేడియం చుట్టూ “వేవ్” పంపేటప్పుడు, వారు ఎక్కడికీ పరిగెత్తరు, వారు లేచి తమ వంతుగా కూర్చుంటారు మరియు “వేవ్” (UKలో ఈ దృగ్విషయాన్ని సాధారణంగా "మెక్సికన్ వేవ్" అని పిలుస్తారు) స్టాండ్‌ల చుట్టూ నడుస్తుంది.

తరంగాలు సాధారణంగా వివరించబడ్డాయి తరచుదనం(పరిశీలన పాయింట్ వద్ద సెకనుకు వేవ్ శిఖరాల సంఖ్య) లేదా పొడవు(రెండు ప్రక్కనే ఉన్న గట్లు లేదా లోయల మధ్య దూరం). ఈ రెండు లక్షణాలు మాధ్యమంలో వేవ్ ప్రచారం యొక్క వేగం ద్వారా ఒకదానికొకటి సంబంధించినవి, అందువల్ల, వేవ్ ప్రచారం యొక్క వేగం మరియు ప్రధాన తరంగ లక్షణాలలో ఒకదానిని తెలుసుకోవడం, మీరు ఇతర వాటిని సులభంగా లెక్కించవచ్చు.

వేవ్ ప్రారంభమైన తర్వాత, దాని ప్రచారం యొక్క వేగం అది ప్రచారం చేసే మాధ్యమం యొక్క లక్షణాల ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుంది - వేవ్ యొక్క మూలం ఇకపై ఏ పాత్రను పోషించదు. నీటి ఉపరితలంపై, ఉదాహరణకు, తరంగాలు, ఒకసారి ఉత్తేజితమై, పీడన శక్తుల పరస్పర చర్య కారణంగా మాత్రమే వ్యాపిస్తాయి, తలతన్యతమరియు గురుత్వాకర్షణ. పీడన వ్యత్యాసాల దిశాత్మక ప్రసారం కారణంగా ధ్వని తరంగాలు గాలిలో (మరియు ఇతర ధ్వని-వాహక మాధ్యమాలు) ప్రచారం చేస్తాయి. మరియు వేవ్ ప్రోపగేషన్ మెకానిజమ్స్ ఏవీ వేవ్ సోర్స్‌పై ఆధారపడి ఉండవు. అందుకే డాప్లర్ ప్రభావం.

ఏడుపు సైరన్ ఉదాహరణ గురించి మరోసారి ఆలోచిద్దాం. ప్రత్యేక వాహనం నిశ్చలంగా ఉందని ముందుగా అనుకుందాం. సైరన్ నుండి వచ్చే శబ్దం మనకు చేరుతుంది ఎందుకంటే దానిలోని సాగే పొర క్రమానుగతంగా గాలిపై పనిచేస్తుంది, దానిలో కుదింపును సృష్టిస్తుంది - ప్రాంతాలు అధిక రక్త పోటు, - రేర్‌ఫాక్షన్‌తో ప్రత్యామ్నాయం. కంప్రెషన్ పీక్స్-అకౌస్టిక్ వేవ్ యొక్క "క్రెస్ట్‌లు" - అవి మన చెవులకు చేరుకునే వరకు మాధ్యమం (గాలి) ద్వారా వ్యాపిస్తాయి మరియు మన మెదడుకు సంకేతాన్ని పంపే కర్ణభేరిపై ప్రభావం చూపుతాయి (ఈ విధంగా వినికిడి పని చేస్తుంది). మేము సాంప్రదాయకంగా ధ్వని కంపనాల ఫ్రీక్వెన్సీని టోన్ లేదా పిచ్ అని పిలుస్తాము: ఉదాహరణకు, సెకనుకు 440 హెర్ట్జ్ వైబ్రేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ మొదటి అష్టపది యొక్క గమనిక "A"కి అనుగుణంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ప్రత్యేక వాహనం నిశ్చలంగా ఉన్నప్పుడు, మేము దాని సిగ్నల్ యొక్క మారని స్వరాన్ని వినడం కొనసాగిస్తాము.

కానీ ప్రత్యేక వాహనం మీ దిశలో కదలడం ప్రారంభించిన వెంటనే, అది జోడిస్తుంది కొత్త ప్రభావం. ఒక వేవ్ పీక్ ఎమిషన్ నుండి మరొక వేవ్ పీక్ వరకు ఉన్న సమయంలో, కారు మీ వైపు కొంత దూరం ప్రయాణిస్తుంది. దీని కారణంగా, ప్రతి తదుపరి తరంగ శిఖరం యొక్క మూలం దగ్గరగా ఉంటుంది. తత్ఫలితంగా, తరంగాలు కారు నిశ్చలంగా ఉన్నప్పుడు చేసిన దానికంటే ఎక్కువగా మీ చెవులకు చేరుకుంటాయి మరియు మీరు గ్రహించిన ధ్వని యొక్క పిచ్ పెరుగుతుంది. మరియు, దీనికి విరుద్ధంగా, ప్రత్యేక వాహనం ప్రారంభమైతే రివర్స్ దిశ, శిఖరాలు ధ్వని తరంగాలుతక్కువ తరచుగా మీ చెవులకు చేరుకుంటుంది మరియు ధ్వని యొక్క గ్రహించిన ఫ్రీక్వెన్సీ తగ్గుతుంది. ప్రత్యేక సిగ్నల్స్ ఉన్న కారు మీ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, సైరన్ టోన్ ఎందుకు తగ్గిపోతుందో ఇది వివరణ.

మేము ధ్వని తరంగాలకు సంబంధించి డాప్లర్ ప్రభావాన్ని చూశాము, కానీ అది సమానంగాఇతరులకు వర్తిస్తుంది. కనిపించే కాంతి మూలం మన దగ్గరికి వచ్చినట్లయితే, మనం చూసే తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గిపోతుంది మరియు మనం దానిని గమనిస్తాము ఊదా రంగు షిఫ్ట్(అన్నిటిలోకి, అన్నిటికంటే కనిపించే రంగులుప్రమాణాలు కాంతి స్పెక్ట్రంవైలెట్ తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది). మూలం దూరంగా వెళితే, స్పెక్ట్రం యొక్క ఎరుపు భాగం (తరంగాల పొడవు) వైపు స్పష్టమైన మార్పు ఉంటుంది.

ఈ ప్రభావానికి క్రిస్టియన్ జోహన్ డాప్లర్ పేరు పెట్టారు, అతను మొదట సైద్ధాంతికంగా దీనిని ఊహించాడు. డాప్లర్ ప్రభావం నా జీవితమంతా నాకు ఆసక్తి కలిగించింది, ఎందుకంటే ఇది మొదటిసారి ప్రయోగాత్మకంగా ఎలా పరీక్షించబడింది. డచ్ శాస్త్రవేత్త క్రిస్టియన్ బయ్స్ బ్యాలట్ (1817-1870) ఓపెన్ రైల్వే క్యారేజ్‌లో బ్రాస్ బ్యాండ్‌ను ఉంచాడు మరియు ప్లాట్‌ఫారమ్‌పై సంపూర్ణ పిచ్‌తో సంగీతకారుల బృందాన్ని సేకరించారు. (పర్ఫెక్ట్ పిచ్ అనేది గమనికను విన్న తర్వాత, దానికి ఖచ్చితంగా పేరు పెట్టగల సామర్థ్యం.) సంగీత బండితో రైలు ప్లాట్‌ఫారమ్ మీదుగా వెళ్ళిన ప్రతిసారీ, బ్రాస్ బ్యాండ్ ఒక గమనికను ప్లే చేస్తుంది మరియు పరిశీలకులు (శ్రోతలు) వారు విన్న సంగీత స్కోర్‌ను వ్రాస్తారు. ఊహించినట్లుగా, ధ్వని యొక్క స్పష్టమైన పిచ్ రైలు వేగంపై నేరుగా ఆధారపడి ఉంటుంది, వాస్తవానికి ఇది డాప్లర్ చట్టం ద్వారా అంచనా వేయబడింది.

డాప్లర్ ప్రభావం సైన్స్ మరియు రోజువారీ జీవితంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఇది నియమాలను ఉల్లంఘించేవారిని పట్టుకోవడానికి మరియు జరిమానా చేయడానికి పోలీసు రాడార్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది. ట్రాఫిక్వేగం మించిపోయింది. రాడార్ గన్ రేడియో తరంగ సిగ్నల్‌ను (సాధారణంగా VHF లేదా మైక్రోవేవ్ పరిధిలో) విడుదల చేస్తుంది, అది మీ కారు యొక్క మెటల్ బాడీని ప్రతిబింబిస్తుంది. సిగ్నల్ డాప్లర్ ఫ్రీక్వెన్సీ షిఫ్ట్‌తో రాడార్‌కు తిరిగి వస్తుంది, దీని విలువ వాహనం యొక్క వేగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అవుట్‌గోయింగ్ మరియు ఇన్‌కమింగ్ సిగ్నల్స్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీలను పోల్చడం ద్వారా, పరికరం స్వయంచాలకంగా మీ కారు వేగాన్ని లెక్కిస్తుంది మరియు దానిని స్క్రీన్‌పై ప్రదర్శిస్తుంది.

డాప్లర్ ప్రభావం ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రంలో కొంత ఎక్కువ నిగూఢమైన అనువర్తనాన్ని కనుగొంది: ప్రత్యేకించి, ఎడ్విన్ హబుల్, మొదటి సారి దూరాలను కొలిచారు సమీప గెలాక్సీలుపై సరికొత్త టెలిస్కోప్, ఏకకాలంలో వాటిని స్పెక్ట్రంలో కనుగొన్నారు అణు వికిరణంరెడ్ డాప్లర్ షిఫ్ట్, దీని నుండి గెలాక్సీలు మన నుండి దూరం అవుతున్నాయని నిర్ధారించబడింది ( సెం.మీ.హబుల్ చట్టం). వాస్తవానికి, మీరు కళ్ళు మూసుకుని, మీకు తెలిసిన మోడల్ కారు ఇంజిన్ యొక్క టోన్ అవసరమైన దానికంటే తక్కువగా ఉందని అకస్మాత్తుగా విని, కారు దూరంగా కదులుతున్నట్లు నిర్ధారించినట్లు ఇది స్పష్టమైన ముగింపు. మీరు. గెలాక్సీ ఎంత దూరంలో ఉందో, రెడ్‌షిఫ్ట్ అంత బలంగా ఉంటుందని హబుల్ కనుగొన్నప్పుడు (మరియు అది మన నుండి వేగంగా ఎగిరిపోతుంది), విశ్వం విస్తరిస్తున్నట్లు గ్రహించింది. ఇది బిగ్ బ్యాంగ్ సిద్ధాంతం వైపు మొదటి అడుగు - మరియు ఇది బ్రాస్ బ్యాండ్‌తో కూడిన రైలు కంటే చాలా తీవ్రమైన విషయం.

క్రిస్టియన్ జోహన్ డాప్లర్, 1803-53

ఆస్ట్రియన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త. సాల్జ్‌బర్గ్‌లో మేసన్ కుటుంబంలో జన్మించారు. పట్టభద్రుడయ్యాడు పాలిటెక్నికల్ ఇన్స్టిట్యూట్వియన్నాలో, అతను 1835 వరకు జూనియర్ బోధనా స్థానాల్లో ఉన్నాడు, అతను ప్రేగ్ విశ్వవిద్యాలయంలో గణిత విభాగానికి నాయకత్వం వహించే ప్రతిపాదనను అందుకున్నాడు, ఇది చివరి క్షణంలో నిరాశతో అమెరికాకు వలస వెళ్ళాలనే తన దీర్ఘకాలిక నిర్ణయాన్ని విడిచిపెట్టవలసి వచ్చింది. ఇంట్లో అకడమిక్ సర్కిల్స్‌లో గుర్తింపు సాధించడం. అతను రాయల్ ఇంపీరియల్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ వియన్నాలో ప్రొఫెసర్‌గా తన వృత్తిని ముగించాడు.

కారు సైరన్ శబ్దం మీరు ఎప్పుడైనా గమనించారా వివిధ ఎత్తులుఅది మీకు సంబంధించి ఎప్పుడు చేరుకుంటుంది లేదా దూరంగా వెళుతుంది?

తిరోగమనం మరియు సమీపించే రైలు లేదా కారు యొక్క విజిల్ లేదా సైరన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీలో వ్యత్యాసం బహుశా డాప్లర్ ప్రభావానికి అత్యంత స్పష్టమైన మరియు విస్తృతమైన ఉదాహరణ. ఆస్ట్రియన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త క్రిస్టియన్ డాప్లర్చే సిద్ధాంతపరంగా కనుగొనబడింది, ఈ ప్రభావం తరువాత ప్లే అవుతుంది కీలక పాత్రసైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలో.

ఒక పరిశీలకుడికి, రేడియేషన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం ఉంటుంది వేరే అర్థంపరిశీలకుడికి సంబంధించి మూలం యొక్క విభిన్న వేగంతో. మూలం సమీపించేకొద్దీ, తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గుతుంది మరియు అది దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు, అది పెరుగుతుంది. పర్యవసానంగా, తరంగదైర్ఘ్యంతో ఫ్రీక్వెన్సీ కూడా మారుతుంది. అందువల్ల, సమీపించే రైలు యొక్క విజిల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ అది దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు విజిల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే గమనించదగ్గ విధంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. నిజానికి, ఇది డాప్లర్ ప్రభావం యొక్క సారాంశం.

డాప్లర్ ప్రభావం అనేక కొలిచే మరియు పరిశోధనా సాధనాల యొక్క ఆపరేషన్‌ను సూచిస్తుంది. నేడు ఇది ఔషధం, విమానయానం, వ్యోమగామి మరియు రోజువారీ జీవితంలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. డాప్లర్ ప్రభావం ఉపగ్రహ నావిగేషన్ మరియు రోడ్ రాడార్‌లు, అల్ట్రాసౌండ్ మెషీన్‌లు మరియు భద్రతా అలారాలకు శక్తినిస్తుంది. డాప్లర్ ప్రభావం విస్తృతంగా వర్తిస్తుంది శాస్త్రీయ పరిశోధన. బహుశా అతను ఖగోళ శాస్త్రంలో బాగా ప్రసిద్ది చెందాడు.

ప్రభావం యొక్క వివరణ

డాప్లర్ ప్రభావం యొక్క స్వభావాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, నీటి ఉపరితలంపై చూడండి. నీటిపై ఉన్న వృత్తాలు ఏదైనా తరంగం యొక్క మూడు భాగాలను సంపూర్ణంగా ప్రదర్శిస్తాయి. కొన్ని స్థిరమైన ఫ్లోట్ సర్కిల్‌లను సృష్టిస్తుందని ఊహించుదాం. ఈ సందర్భంలో, వ్యవధి ఒకటి మరియు తదుపరి వృత్తం యొక్క ఉద్గారానికి మధ్య గడిచిన సమయానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ నిర్దిష్ట వ్యవధిలో ఫ్లోట్ ద్వారా విడుదలయ్యే సర్కిల్‌ల సంఖ్యకు సమానం. తరంగదైర్ఘ్యం రెండు వరుస ఉద్గార వృత్తాల వ్యాసార్థంలో తేడాతో సమానంగా ఉంటుంది (రెండు ప్రక్కనే ఉన్న చిహ్నాల మధ్య దూరం).

ఒక పడవ ఈ నిశ్చల ఫ్లోట్‌ను సమీపిస్తోందని ఊహించుకుందాం. ఇది గట్ల వైపు కదులుతుంది కాబట్టి, వృత్తాల ప్రచారం వేగంతో పడవ వేగం జోడించబడుతుంది. అందువల్ల, పడవకు సంబంధించి, రాబోయే గట్ల వేగం పెరుగుతుంది. అదే సమయంలో తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గుతుంది. పర్యవసానంగా, పడవ వైపున ఉన్న రెండు ప్రక్కనే ఉన్న సర్కిల్‌ల ప్రభావాల మధ్య గడిచే సమయం తగ్గుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, కాలం తగ్గుతుంది మరియు తదనుగుణంగా, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది. అదే విధంగా, తిరోగమన పడవ కోసం, ఇప్పుడు దానిని పట్టుకునే శిఖరాల వేగం తగ్గుతుంది మరియు తరంగదైర్ఘ్యం పెరుగుతుంది. అంటే కాలాన్ని పెంచడం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని తగ్గించడం.

ఇప్పుడు ఫ్లోట్ రెండు స్థిర పడవల మధ్య ఉందని ఊహించుకోండి. అంతేకాక, వాటిలో ఒకదానిపై ఉన్న మత్స్యకారుడు ఫ్లోట్‌ను తన వైపుకు లాగాడు. ఉపరితలానికి సంబంధించి వేగాన్ని పొందడం, ఫ్లోట్ సరిగ్గా అదే సర్కిల్‌లను విడుదల చేస్తూనే ఉంటుంది. ఏదేమైనప్పటికీ, ప్రతి తదుపరి వృత్తం యొక్క కేంద్రం మునుపటి కేంద్రానికి సంబంధించి ఫ్లోట్ సమీపించే పడవ వైపుకు మార్చబడుతుంది. అందువల్ల, ఈ పడవ వైపు, గట్ల మధ్య దూరం తగ్గుతుంది. తగ్గిన తరంగదైర్ఘ్యం ఉన్న సర్కిల్‌లు, అందువల్ల తగ్గిన కాలం మరియు పెరిగిన ఫ్రీక్వెన్సీతో, ఫ్లోట్‌ను లాగుతున్న మత్స్యకారులతో పడవకు వస్తాయి. అదేవిధంగా, పెరిగిన పొడవు, కాలం మరియు తగ్గిన ఫ్రీక్వెన్సీతో అలలు మరొక మత్స్యకారులను చేరుకుంటాయి.

బహుళ వర్ణ నక్షత్రాలు

నీటి ఉపరితలంపై తరంగాల లక్షణాలలో ఇటువంటి మార్పుల నమూనాలు ఒకసారి క్రిస్టియన్ డాప్లర్చే గమనించబడ్డాయి. అతను అలాంటి ప్రతి సందర్భాన్ని గణితశాస్త్రంలో వివరించాడు మరియు ధ్వని మరియు కాంతికి పొందిన డేటాను వర్తింపజేసాడు, ఇది కూడా తరంగ స్వభావం కలిగి ఉంటుంది. డాప్లర్ నక్షత్రాల రంగు నేరుగా అవి మనకు చేరుకునే లేదా దూరంగా వెళ్ళే వేగంపై ఆధారపడి ఉంటుందని సూచించాడు. అతను 1842లో సమర్పించిన ఒక వ్యాసంలో ఈ పరికల్పనను వివరించాడు.

డాప్లర్ నక్షత్రాల రంగు గురించి తప్పుగా భావించారని గమనించండి. అన్ని నక్షత్రాలు ప్రకాశిస్తాయని అతను నమ్మాడు తెలుపు రంగు, ఇది పరిశీలకుడికి సంబంధించి వారి వేగం కారణంగా తరువాత వక్రీకరించబడింది. వాస్తవానికి, డాప్లర్ ప్రభావం నక్షత్రాల రంగును ప్రభావితం చేయదు, కానీ వాటి స్పెక్ట్రం యొక్క నమూనా. మన నుండి దూరంగా కదులుతున్న నక్షత్రాల కోసం, స్పెక్ట్రం యొక్క అన్ని చీకటి రేఖలు తరంగదైర్ఘ్యాన్ని పెంచుతాయి - ఎరుపు రంగులోకి మారుతాయి. ఈ ప్రభావం "రెడ్ షిఫ్ట్" పేరుతో సైన్స్లో స్థాపించబడింది. సమీపించే నక్షత్రాలలో, దీనికి విరుద్ధంగా, పంక్తులు అధిక పౌనఃపున్యంతో స్పెక్ట్రం యొక్క భాగానికి మొగ్గు చూపుతాయి - వైలెట్ రంగు.

డాప్లర్ సూత్రాల ఆధారంగా స్పెక్ట్రల్ లైన్ల యొక్క ఈ లక్షణం 1848లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త అర్మాండ్ ఫిజౌచే సిద్ధాంతపరంగా అంచనా వేయబడింది. ఇది 1868లో విలియం హగ్గిన్స్ చేత ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించబడింది, అతను అంతరిక్షం యొక్క వర్ణపట అధ్యయనానికి ప్రధాన సహకారం అందించాడు. ఇప్పటికే 20వ శతాబ్దంలో, స్పెక్ట్రమ్‌లోని పంక్తుల కోసం డాప్లర్ ప్రభావం "రెడ్ షిఫ్ట్" అని పిలువబడుతుంది, దానికి మేము తిరిగి వస్తాము.

పట్టాలపై కచేరీ

1845లో, డచ్ వాతావరణ శాస్త్రజ్ఞుడు బ్యూస్-బ్యాలెట్ మరియు తరువాత డాప్లర్ స్వయంగా డాప్లర్ "సౌండ్" ప్రభావాన్ని పరీక్షించడానికి అనేక ప్రయోగాలను నిర్వహించారు. రెండు సందర్భాల్లో, వారు సమీపించే మరియు బయలుదేరే రైలు యొక్క హార్న్ యొక్క గతంలో పేర్కొన్న ప్రభావాన్ని ఉపయోగించారు. కదులుతున్న రైలులో ఓపెన్ క్యారేజీలో ఉన్నప్పుడు ఒక నిర్దిష్ట గమనికను ప్లే చేసే ట్రంపెటర్ల సమూహాలు విజిల్ పాత్రను పోషించాయి.

Beuys-Ballot మంచి వినికిడి ఉన్న వ్యక్తులను దాటి ట్రంపెటర్‌లను పంపారు, వారు కూర్పు యొక్క విభిన్న వేగంతో నోట్‌లో మార్పును నమోదు చేశారు. అతను ఈ ప్రయోగాన్ని పునరావృతం చేశాడు, ట్రంపెటర్లను ఒక ప్లాట్‌ఫారమ్‌పై మరియు శ్రోతలను క్యారేజ్‌లో ఉంచాడు. డాప్లర్ రెండు గ్రూపుల ట్రంపెటర్‌ల నోట్స్ యొక్క వైరుధ్యాన్ని రికార్డ్ చేశాడు, వారు ఒకే సమయంలో అతని వద్దకు వెళ్లి అతని నుండి దూరంగా వెళ్లారు, ఒక నోట్ ప్లే చేశారు.

రెండు సందర్భాల్లో, ధ్వని తరంగాల కోసం డాప్లర్ ప్రభావం విజయవంతంగా నిర్ధారించబడింది. అంతేకాకుండా, మనలో ప్రతి ఒక్కరూ ఈ ప్రయోగాన్ని నిర్వహించవచ్చు రోజువారీ జీవితంలోమరియు మీ కోసం దాన్ని నిర్ధారించండి. అందువల్ల, డాప్లర్ ప్రభావం సమకాలీనులచే విమర్శించబడినప్పటికీ, తదుపరి పరిశోధన దానిని తిరస్కరించలేనిదిగా చేసింది.

ముందుగా గుర్తించినట్లుగా, డాప్లర్ ప్రభావం వేగాన్ని నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది అంతరిక్ష వస్తువులుపరిశీలకుడికి సంబంధించి.

కాస్మిక్ వస్తువుల వర్ణపటంపై చీకటి గీతలు మొదట్లో ఎల్లప్పుడూ ఖచ్చితంగా స్థిరమైన ప్రదేశంలో ఉంటాయి. ఈ స్థానం నిర్దిష్ట మూలకం యొక్క శోషణ తరంగదైర్ఘ్యానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. సమీపించే లేదా తగ్గుతున్న వస్తువు కోసం, అన్ని బ్యాండ్‌లు వరుసగా స్పెక్ట్రంలోని వైలెట్ లేదా ఎరుపు ప్రాంతానికి తమ స్థానాలను మారుస్తాయి. పోల్చడం వర్ణపట రేఖలుభూసంబంధమైన రసాయన మూలకాలునక్షత్రాల వర్ణపటంలో ఒకే విధమైన పంక్తులతో, ఒక వస్తువు మన నుండి ఎంత వేగంగా చేరుకుంటుందో లేదా దూరంగా కదులుతుందో అంచనా వేయవచ్చు.

గెలాక్సీల వర్ణపటంలో ఎరుపు మార్పును 1914లో అమెరికన్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త వెస్టో స్లిఫర్ కనుగొన్నారు. అతని స్వదేశీయుడు ఎడ్విన్ హబుల్ దూరాలను అతను కనుగొన్న గెలాక్సీలతో వాటి రెడ్ షిఫ్ట్ పరిమాణంతో పోల్చాడు. కాబట్టి 1929లో గెలాక్సీ ఎంత దూరంగా ఉందో, అది మన నుండి ఎంత వేగంగా కదులుతుందో అనే నిర్ణయానికి వచ్చాడు. తర్వాత తేలినట్లుగా, అతను కనుగొన్న చట్టం చాలా సరికాదు మరియు సరిగ్గా వివరించలేదు నిజమైన చిత్రం. అయినప్పటికీ, హబుల్ సరైన ధోరణిని సెట్ చేసింది తదుపరి పరిశోధనఇతర శాస్త్రవేత్తలు తరువాత కాస్మోలాజికల్ రెడ్‌షిఫ్ట్ భావనను పరిచయం చేశారు.

డాప్లర్ రెడ్‌షిఫ్ట్ కాకుండా, మనకు సంబంధించి గెలాక్సీల సరైన కదలిక నుండి ఉద్భవిస్తుంది, కాస్మోలాజికల్ రెడ్‌షిఫ్ట్ అంతరిక్ష విస్తరణ నుండి పుడుతుంది. మీకు తెలిసినట్లుగా, విశ్వం దాని మొత్తం వాల్యూమ్‌లో ఏకరీతిగా విస్తరిస్తోంది. అందువల్ల, రెండు గెలాక్సీలు ఒకదానికొకటి ఎంత దూరంలో ఉంటే, అవి ఒకదానికొకటి వేగంగా కదులుతాయి. కాబట్టి గెలాక్సీల మధ్య ఉన్న ప్రతి మెగాపార్సెక్ ప్రతి సెకనుకు దాదాపు 70 కిలోమీటర్ల దూరంలో వాటిని ఒకదానికొకటి తొలగిస్తుంది. ఈ పరిమాణాన్ని హబుల్ స్థిరాంకం అంటారు. ఆసక్తికరంగా, హబుల్ ప్రారంభంలో దాని స్థిరాంకాన్ని మెగాపార్సెక్‌కు 500 కిమీ/సెకనుగా అంచనా వేసింది.

ఏదైనా గెలాక్సీ యొక్క రెడ్‌షిఫ్ట్ రెండు వేర్వేరు రెడ్‌షిఫ్ట్‌ల మొత్తం అనే వాస్తవాన్ని అతను పరిగణనలోకి తీసుకోనందున ఇది వివరించబడింది. విశ్వం యొక్క విస్తరణతో పాటు, గెలాక్సీలు కూడా వాటి స్వంత కదలికలకు లోనవుతాయి. సాపేక్ష రెడ్‌షిఫ్ట్ అన్ని దూరాలకు ఒకే పంపిణీని కలిగి ఉంటే, అప్పుడు డాప్లర్ రెడ్‌షిఫ్ట్ చాలా అనూహ్య వైరుధ్యాలను అంగీకరిస్తుంది. అన్ని తరువాత సొంత ఉద్యమంవాటి సమూహాలలోని గెలాక్సీలు పరస్పర గురుత్వాకర్షణ ప్రభావాలపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటాయి.

సమీప మరియు దూరపు గెలాక్సీలు

సమీపంలోని గెలాక్సీల మధ్య, వాటి మధ్య దూరాలను అంచనా వేయడానికి హబుల్ స్థిరాంకం ఆచరణాత్మకంగా వర్తించదు. ఉదాహరణకు, మనకు సంబంధించి ఆండ్రోమెడ గెలాక్సీ సమీపించే కొద్దీ మొత్తం వైలెట్ మార్పును కలిగి ఉంటుంది పాలపుంతసుమారు 150 కిమీ/సె వేగంతో. మేము దానికి హబుల్ నియమాన్ని వర్తింపజేస్తే, అది మన గెలాక్సీ నుండి 50 కిమీ/సె వేగంతో దూరంగా కదులుతుంది, ఇది వాస్తవికతకు ఏమాత్రం అనుగుణంగా లేదు.

సుదూర గెలాక్సీల కోసం, డాప్లర్ రెడ్‌షిఫ్ట్ దాదాపుగా కనిపించదు. మా నుండి వారి తొలగింపు వేగం నేరుగా దూరంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు చిన్న లోపంతో, హబుల్ స్థిరాంకానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. కాబట్టి అత్యంత సుదూర క్వాసార్‌లు కాంతి వేగం కంటే ఎక్కువ వేగంతో మన నుండి దూరమవుతున్నాయి. విచిత్రమేమిటంటే, ఇది సాపేక్షత సిద్ధాంతానికి విరుద్ధంగా లేదు, ఎందుకంటే ఇది స్థలాన్ని విస్తరించే వేగం, మరియు వస్తువులు కాదు. అందువల్ల, డాప్లర్ రెడ్‌షిఫ్ట్‌ను కాస్మోలాజికల్ ఒకటి నుండి వేరు చేయడం చాలా ముఖ్యం.

విద్యుదయస్కాంత తరంగాల విషయంలో, సాపేక్ష ప్రభావాలు కూడా సంభవిస్తాయని కూడా గమనించాలి. పరిశీలకుడికి సంబంధించి శరీరం కదులుతున్నప్పుడు సమయం యొక్క వక్రీకరణ మరియు సరళ పరిమాణాలలో మార్పులు కూడా అల యొక్క స్వభావాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. సాపేక్ష ప్రభావాలతో ఏదైనా సందర్భంలో వలె

వాస్తవానికి, రెడ్‌షిఫ్ట్ యొక్క ఆవిష్కరణను ప్రారంభించిన డాప్లర్ ప్రభావం లేకుండా, విశ్వం యొక్క పెద్ద-స్థాయి నిర్మాణం గురించి మనకు తెలియదు. అయినప్పటికీ, ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు తరంగాల యొక్క ఈ ఆస్తికి దీని కంటే ఎక్కువ రుణపడి ఉన్నారు.

డాప్లర్ ప్రభావం నక్షత్రాల స్థానాల్లో స్వల్ప వ్యత్యాసాలను గుర్తించగలదు, వాటి చుట్టూ తిరిగే గ్రహాల ద్వారా సృష్టించబడుతుంది. దీనికి ధన్యవాదాలు, వందలాది ఎక్సోప్లానెట్‌లు కనుగొనబడ్డాయి. ఇతర పద్ధతులను ఉపయోగించి గతంలో కనుగొనబడిన ఎక్సోప్లానెట్ల ఉనికిని నిర్ధారించడానికి కూడా ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.

డాప్లర్ ప్రభావం ఆడింది నిర్ణయాత్మక పాత్రదగ్గరి నక్షత్ర వ్యవస్థల అధ్యయనంలో. రెండు నక్షత్రాలు విడివిడిగా చూడలేనంత దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు, డాప్లర్ ప్రభావం ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు సహాయం చేస్తుంది. ఇది నక్షత్రాల వర్ణపటంలో కనిపించని పరస్పర కదలికను గుర్తించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. అటువంటి నక్షత్ర వ్యవస్థలువారికి "ఆప్టికల్ డబుల్" అనే పేరు కూడా వచ్చింది.

డాప్లర్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించి, మీరు వేగాన్ని మాత్రమే అంచనా వేయవచ్చు అంతరిక్ష వస్తువు, కానీ దాని భ్రమణ వేగం, విస్తరణ, దాని వాతావరణ ప్రవాహాల వేగం మరియు చాలా ఎక్కువ. శని గ్రహం యొక్క వలయాల వేగం, నెబ్యులాల విస్తరణ, నక్షత్రాల పల్షన్స్ అన్నీ ఈ ప్రభావానికి కృతజ్ఞతలు తెలుపుతాయి. ఇది నక్షత్రాల ఉష్ణోగ్రతను నిర్ణయించడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఎందుకంటే ఉష్ణోగ్రత కూడా కదలికకు సూచిక. ఆధునిక ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు డాప్లర్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించి అంతరిక్ష వస్తువుల వేగాలకు సంబంధించిన దాదాపు ప్రతిదీ కొలుస్తారని మేము చెప్పగలం.

రిసీవర్ ద్వారా రిజిస్టర్ చేయబడింది, వారి మూలం యొక్క కదలిక మరియు/లేదా రిసీవర్ యొక్క కదలిక వలన సంభవించింది. సైరన్‌తో ఉన్న కారు పరిశీలకుడిని దాటి వెళ్లినప్పుడు ఆచరణలో గమనించడం సులభం. సైరన్ ఒక నిర్దిష్ట స్వరాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుందని అనుకుందాం, మరియు అది మారదు. పరిశీలకుడికి సంబంధించి కారు కదలనప్పుడు, అతను సైరన్ చేసే స్వరాన్ని ఖచ్చితంగా వింటాడు. కానీ కారు పరిశీలకుడికి దగ్గరగా వెళితే, ధ్వని తరంగాల ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుతుంది (మరియు పొడవు తగ్గుతుంది), మరియు సైరన్ వాస్తవానికి విడుదల చేసే దానికంటే ఎక్కువ పిచ్‌ను పరిశీలకుడు వింటాడు. కారు పరిశీలకుడి గుండా వెళుతున్న సమయంలో, అతను సైరన్ చేసే స్వరాన్ని వింటాడు. మరియు కారు మరింత ముందుకు వెళ్లి దగ్గరగా కాకుండా దూరంగా వెళ్లినప్పుడు, ధ్వని తరంగాల తక్కువ పౌనఃపున్యం (మరియు, తదనుగుణంగా, ఎక్కువ పొడవు) కారణంగా పరిశీలకుడు తక్కువ స్వరాన్ని వింటాడు.

ఏదైనా మాధ్యమంలో ప్రచారం చేసే తరంగాల కోసం (ఉదాహరణకు, ధ్వని), ఈ మాధ్యమానికి సంబంధించి తరంగాల మూలం మరియు రిసీవర్ రెండింటి కదలికను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. విద్యుదయస్కాంత తరంగాల కోసం (కాంతి వంటివి), ప్రచారం చేయడానికి ఏ మాధ్యమం అవసరం లేదు, ఇది ముఖ్యమైనది సాపేక్ష చలనంమూలం మరియు రిసీవర్.

చార్జ్ చేయబడిన కణం ఒక మాధ్యమంలో కదిలినప్పుడు కూడా ముఖ్యమైనది సాపేక్ష వేగం. ఈ సందర్భంలో, డాప్లర్ ప్రభావానికి నేరుగా సంబంధించిన చెరెన్కోవ్ రేడియేషన్ ప్రయోగశాల వ్యవస్థలో నమోదు చేయబడుతుంది.

ఎక్కడ f 0 అనేది మూలం తరంగాలను విడుదల చేసే ఫ్రీక్వెన్సీ, సి- మాధ్యమంలో తరంగాల వ్యాప్తి వేగం, v- మాధ్యమానికి సంబంధించి వేవ్ సోర్స్ యొక్క వేగం (మూలం రిసీవర్‌ను సమీపిస్తే సానుకూలం మరియు అది దూరంగా వెళితే ప్రతికూలం).

స్థిర రిసీవర్ ద్వారా రికార్డ్ చేయబడిన ఫ్రీక్వెన్సీ

u- మాధ్యమానికి సంబంధించి రిసీవర్ వేగం (అది మూలం వైపు కదులుతున్నట్లయితే సానుకూలంగా ఉంటుంది).

ఫార్ములా (1) నుండి ఫార్ములా (2) లోకి ఫ్రీక్వెన్సీ విలువను ప్రత్యామ్నాయం చేయడం, మేము సాధారణ కేసు కోసం సూత్రాన్ని పొందుతాము.

ఎక్కడ తో- కాంతి యొక్క వేగము, v - సాపేక్ష వేగంరిసీవర్ మరియు మూలం (అవి ఒకదానికొకటి దూరంగా ఉంటే సానుకూలం).

డాప్లర్ ప్రభావాన్ని ఎలా గమనించాలి

దృగ్విషయం దేనికైనా విలక్షణమైనది కాబట్టి ఆసిలేటరీ ప్రక్రియలు, అప్పుడు ధ్వని కోసం గమనించడం చాలా సులభం. ధ్వని కంపనాల ఫ్రీక్వెన్సీ పిచ్‌గా చెవి ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. వేగంగా కదులుతున్న కారు మీ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, శబ్దం చేస్తూ, ఉదాహరణకు, సైరన్ లేదా బీప్ శబ్దం కోసం మీరు వేచి ఉండాలి. కారు మీ దగ్గరికి వచ్చినప్పుడు, శబ్దం యొక్క పిచ్ ఎక్కువగా ఉంటుందని మీరు వింటారు, ఆపై, కారు మీ వద్దకు చేరుకున్నప్పుడు, అది తీవ్రంగా పడిపోతుంది మరియు అది దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు, కారు తక్కువ నోట్లో హార్న్ చేస్తుంది.

అప్లికేషన్

డాప్లర్ రాడార్

లింకులు

• సముద్ర ప్రవాహాలను కొలవడానికి డాప్లర్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించడం

వికీమీడియా ఫౌండేషన్. 2010.